Ca3(VO4)2:Eu3+的燃烧合成及光致发光

以稀土氧化铕、偏钒酸铵、硝酸钙为原料,以尿素作燃烧剂,采用燃烧法合成了Ca3(VO4)2:Eu3+.利用XRD,SEM,荧光分光光度计对其结构、形貌和发光性能进行了表征,并探讨其实际应用的可能性.结果表明,燃烧法合成的稀土Eu3+掺杂ca3(VO4)2荧光粉颗粒规则、均一,发射主峰位于614.0 nm,是现有PDP商品(Y,Gd)BO3:Eu3+红色荧光粉的良好替代品.     

下转换发光粉体材料NaGd（WO4）2:Eu3+的制备及荧光性能研究

以Gd2O3、Eu2O3、Na2WO4为原料,采用水热法制备了NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉体。通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜及分子荧光对粉体进行了表征,并研究了不同Eu3+掺杂浓度对NaGd(WO4)2:Eu3+粉体的相组成、微观表面形貌和荧光性能的影响。研究结果表明:所制备的粉体为NaGd(WO4)2晶体,微观表面形貌为八面体,具有良好的荧光性能,在Eu3+掺杂浓度为10%时,样品的荧光强度最大。     

GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+发光粉的可控合成与发光性质

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助水热法合成了GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+发光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。XRD分析表明:GdF3晶相到NaGdF4晶相的转换可以通过改变初始溶液pH值、PVP加入量和NaF与稀土离子(Gd3+和Eu3+)摩尔配比等合成条件实现。NaGdF4∶Eu3+发光粉的形貌受合成条件的影响。荧光光谱研究表明:GdF3∶Eu3+发光粉主发射峰位于593nm处,来自于Eu3+的5 D0→7 F1磁偶极跃迁;NaGdF4∶Eu3+发光粉主发射峰位于616nm,来自于Eu3+的5 D0→7 F2电偶极跃迁。2个样品中Gd3+与Eu3+离子之间存在较好的能量传递,而NaGdF4晶格更有利于2种离子的能量传递。     

LED用的Gd2(MoO4)3:Eu3+红色荧光粉的制备和性能研究

本文利用液相沉积法合成白光LED用的Gd2(MoO4)3:Eu3+红色荧光粉,利用X射线衍射、荧光光谱以及扫描电镜进行系列表征,系统研究掺杂离子浓度、退火温度等条件对Gd2(MoO4)3:Eu3+荧光粉的发光性能影响。结果表明:当pH=7,退火温度为1100℃,Gd:Eu摩尔比例为1.8:0.2时,所合成的荧光粉为正交晶系的类白钨矿结构Gd2(MoO4)3化合物(20-0408),荧光粉在395 nm左右有高的激发效率,发射主峰位置位于615 nm是近紫外LED中一种比较有应用价值的红色荧光粉。     

白光LED用Ca0.5-yWO4∶Eu3+0.25,Li+0.25,Sm3+y红色荧光粉的合成及发光特性

采用固相法制备了白光LED红色荧光粉Ca0.71WO4∶Sm3+0.04,Li+0.25和Ca0.5-yWO4∶Eu3+0.25,Li+0.25,Sm3+y(y=0.00,0.02,0.04,0.06),通过X射线衍射(XRD)、荧光分光光度计以及稳态/瞬态荧光光谱仪研究了荧光粉样品的物相、Sm3+的掺杂量对荧光粉发光性能以及荧光寿命的影响.XRD分析表明,合成的样品均为白钨矿结构.荧光光谱表明,所合成的系列荧光粉均可以被近紫外光(393 nm)和蓝光(464 nm)有效激发,其发射主峰位于615nm处,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁.发光衰减曲线表明,Sm3+的掺杂对荧光粉Ca0.5WO4∶Eu3+0.25,Li+0.25荧光寿命没有影响.实验结果表明,在系列Ca0.5-yWO4∶Eu3+0.25,Li+0.25,Sm3+y荧光粉中Sm3+的最佳掺杂量为4％(摩尔分数).     

Gd_2O_2S:Eu~(3+)发光粉的还原法合成与光致发光

采用Gd(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、(NH4)2SO4和NaOH为实验原料,通过还原法合成了Gd2O2S∶Eu3+发光粉。利用热分析(DTA-TG-DTG)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)光谱等手段对合成的粉体进行了表征。研究表明前驱体具有晶态结构且在空气气氛中800℃煅烧2 h能转化为单相的Gd2O2SO4粉体,该粉体在氩氢混合气氛下800℃煅烧1 h能转化为单相的Gd2O2S粉体。Gd2O2S粉体呈准球形,粒径大约1μm左右,团聚较严重。PL光谱分析表明在323 nm紫外光激发下,Gd2O2S∶Eu3+发光粉呈红光发射,主发射峰位于628 nm,归属于Eu3+离子的5D0→7F2跃迁。     

Gd~(3+)/Si~(4+)掺杂对LiZnPO_4:Eu~(3+)荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法制备了LiZnPO4:Eu3+红色荧光粉,分别研究了Eu3+掺量、Eu3+和Gd3+共掺杂以及SiO2掺杂对材料发光性能的影响。结果表明:在395nm近紫外光激发下,发射光谱峰值位于593nm,属于Eu3+的5D0→7F1辐射跃迁;激发光谱由200~280nm的宽带和310~500nm的一系列尖峰组成,分别对应于O2–→Eu3+电荷迁移带和Eu3+的f→f能级跃迁吸收,主激发峰位于395nm左右,与近紫外发光二极管(NUV-LED)的发射光谱(360~410nm)匹配。Eu3+最佳掺杂摩尔分数为12%,超过12%后发生浓度猝灭现象,浓度猝灭机理为电多极–电多极相互作用。掺杂Gd3+、SiO2使Eu3+在593nm处的发射分别增强了107%、105%。LiZnPO4:Eu3+是适合NUV-LED管芯激发的白光发光二极管用高亮度橙红色荧光粉。     

近紫外激发NaGd(WO4)2:Ln3+ (Ln=Tb,Dy, Sm,Eu )荧光粉的微波水热合成及发光性能研究

采用微波水热合成法,在不添加任何表面活性剂或者模版的条件下,快速合成了系列NaGd(WO4)2:Ln3+(Ln=Tb, Dy, Sm, Eu)荧光粉。探讨了pH值、反应温度和反应时间对样品物相结构、微观形貌及发光性能的影响。结果表明：反应体系pH值为8.0,在180 ℃下反应60 min即可合成四方晶系NaGd(WO4)2的纯相,且结晶良好,形貌为规整的四方盘。所合成的NaGd(WO4)2:Ln3+ 系列荧光粉的激发光谱均由两部分组成：200~300 nm的宽激发带归属于W-O、Ln-O之间的电荷转移;300~500 nm的系列尖峰归属于Ln3+的特征f-f跃迁。系列样品均可被近紫外光有效激发,当Ln3+为Tb3+、Dy3+、Sm3+和Eu3+时,分别呈现绿、黄、橙红和红光发射。     

Gd2O3:Eu荧光粉体的制备及其发光特性

分别采用溶胶-凝胶/燃烧合成结合法和共沉淀法合成了Gd2O3:Eu粉体,借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、分光光度计等分析手段,对比研究了两种工艺制备Gd2O3:Eu荧光粉体的物相组成、形貌及荧光特性.结果表明:共沉淀法合成的Gd2O3:Eu为立方相;溶胶-凝胶/燃烧合成法制备的Gd2O3:Eu为单斜相.溶胶-凝胶/燃烧合成法制备的Gd2O2:Eu粉体蓬松、多孔,但存在一定程度的团聚.共沉淀法制备的立方相Gd2O3:Eu粉体在610 nm处呈现Eu2 的特征荧光;溶胶-凝胶/燃烧合成法制备的单斜相Gd2O3:Eu的发射波长产生红移,其中最强的2个发射峰起源于Eu3 的5D0→7F2跃迁,分别位于612 nm和621 nm.两种工艺制备Gd2O3:Eu粉体荧光特性的差异是由Eu3 在这两种粉体中所处晶格结构的对称性差异引起的.     

PDP用蓝色荧光粉SrMgAl_(10)O_(17):(Eu~(2+),B~(3+))的制备及发光性能

采用溶液燃烧法在600℃合成等离子体平板显示器(plasma displaypanel,PDP)用蓝色荧光粉SrMgAl10O17:Eu2+。通过X射线粉末衍射仪、场发射扫描电子显微镜和荧光分光光度计分别表征样品的晶体结构、颗粒形貌和发光性能。研究燃料CO(NH2)2的质量、激活剂离子(Eu2+)的摩尔掺量和助熔剂H3BO3的质量掺量对产物发光性能的影响。结果表明:当CO(NH2)2加入量为理论值的2倍时,样品发射峰的强度达到最高值,在327nm紫外光激发下,发射主峰单一(λem=470nm),为一宽带连续谱,是典型Eu2+的4f65d→4f7的特征发射;激活剂离子Eu2+的淬灭浓度为7%,浓度淬灭机制为电子双极–双极作用交互方式;加入适量H3BO3可以提高样品的光谱发射强度。     

Eu~(3+)/Tb~(3+)/MoO_4~(2–)掺杂钨酸钙体系荧光粉的结构及其发光性能

采用化学共沉淀法合成了Ca0.75Mg0.2Tb0.02Eu0.03(WO4)1-x(Mo O4)x(x=0~1.0)系列荧光粉,并对荧光粉的晶体结构和发光性能进行了表征。结果表明:不同Mo O42–掺杂量的样品均为四方相Ca0.75Mg0.2Tb0.02Eu0.03(WO4)1-x(Mo O4)x固溶体。在273 nm波长紫外光激发下,随着x的增大,Eu3+离子的发光强度先增强后减弱,当x=0.6时发光强度最强,为未掺杂Mo O42–样品的6倍。Mo O42–共掺杂改变了稀土离子周围的配位环境和局部晶体场的对称性,促进Eu3+离子4f电子的超敏跃迁,提高Eu3+的O2–→Eu3+电荷迁移跃迁,增加基体、Tb3+离子与Eu3+离子之间的能量传递。     

稀土离子掺杂Eu(TTA)_3/PMMA温敏漆的制备与表征

以稀土氯化物、噻吩甲酰基三氟丙酮(TTA)为原料分别合成了稀土离子Ln3+(La3+、Gd3+、Y3+)掺杂Eu(TTA)3探针分子;将探针分子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后聚合,获得Ln3+掺杂Eu(TTA)3/PMMA温敏漆。采用红外光谱、紫外吸收光谱、激发发射光谱对探针分子结构及温敏漆荧光特性进行表征。红外光谱表明,Ln3+与TTA配位成键,Ln3+的掺入未改变Eu(TTA)3结构。紫外吸收光谱显示,探针分子的最佳吸收波段位于290~376nm。340nm激发下,发现温敏漆在614nm处具有最强荧光发射峰,且Ln3+的掺入对Eu(TTA)3发光具有增益作用。不同温度下发射光谱表明,随着温度的升高,温敏漆的最强荧光发射峰强度逐渐减弱,说明温敏漆具有良好的温度猝灭特性,且Ln3+的掺入能够提高温敏漆的测温灵敏度,其中Gd3+掺杂Eu(TTA)3/PMMA温敏漆测温灵敏度最高。     

Sr8Si4O12Cl8:Eu3+,M3+(M3+=Bi3+,Gd3+)中Eu3+的敏化发光

以Na2CO3为电荷补偿剂,采用高温固相法合成了碱土氯硅酸盐Sr8Si4O12Cl8:(Eu3 M3 )(M=Bi3 ,Gd3 )荧光材料.X射线衍射分析结果表明:合成的Sr8Si4O12Cl8:(Eu3 ,M3 )为纯四方相.Eu3 的发射主峰位于614 nm,为5D0→7F2的电偶极跃迁,表明Eu3 处于非中心对称格位,即取代Sr2 的位置.通过对其激发光谱和发射光谱研究,发现敏化剂Bi3 ,Gd3 的掺入对Eu3 的发射具有较强的敏化作用,当Bi3 和Gd3 的掺杂量(摩尔分数)分别为5.0%时,Eu3 的相对发光强度分别提高了29.4%和23.6%.     

红色荧光粉YAl3(BO3)4:Eu3+的制备及发光性能研究

以稀土氧化物、硝酸铝和硼酸为原料,高温固相反应制备了单相红色荧光粉YAl3(BO3)4:Eu3+,用X射线衍射和发射光谱对荧光粉末的结构和发光性能进行了分析.研究了煅烧温度、Eu3+掺杂量对其发光性能的影响.结果表明,反应物在1 250 ℃下煅烧可制得单相YAl3(BO3)4:Eu3+晶体,在YAl3(BO3)4:Eu3+晶体中,Eu3+取代了YAl3(BO3)4晶体中Y3+,占据了非对称中心格位.在394 nm的紫外光激发下,YAl3(BO3)4:Eu3+荧光粉具有很强的发光性能,与(Y,Gd)BO3:Eu3+荧光粉相比,最强发射线波长由596 nm变为618 nm,由橙红色光变为红色光,色纯度有了很大提高.Eu3+的最佳掺杂量为8%(物质的量分数).     

白光LED用红色发光粉La_(9.33)(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)的制备和发光特性

采用高温固相法合成具有磷灰石结构的La9.33(Si O4)6O2:Eu3+红色荧光粉。该荧光粉的性质通过X射线粉末衍射、荧光光谱来表征。La9.33(Si O4)6O2:Eu3+的激发光谱主要由以285 nm为中心的宽谱峰以及一系列由Eu3+离子f-f跃迁的锐线峰组成,在近紫外区有一个最强的激发峰在393 nm。在393 nm激发下,可以观察到La9.33(Si O4)6O2:Eu3+在612 nm处产生强烈的红光。发光特性表明,La9.33(Si O4)6O2:Eu3+荧光粉可能成为潜在近紫外芯片用红色荧光粉。     

微波水热法合成Eu~(3+)掺杂GaN材料

采用氧化镓(Ga2O3)为主要原料,以氧化铕(Eu2O3)为掺杂剂,在微波水热条件下合成了亚微米级前驱体。然后经高温氨化合成纤锌矿结构GaN:Eu3+。X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计分别对样品的结构、形貌及光致发光进行了表征。分析结果得出,GaN:Eu3+纳米棒为六方纤锌矿结构且结晶良好。GaN:Eu3+纳米粉呈长径比约为8∶1的棒状(直径约600nm,长约5μm);光致发光(PL)显示合成产物GaN:Eu3+发光性能较未掺杂时有较大改善,说明微量稀土掺杂可以提高GaN的发光性能。     

干燥方式对NaY(WO4)2∶Dy3+,Eu3+荧光粉粒度及上转换发光性能的影响

采用水热法合成了Dy3+和Eu3+共掺杂的NaY(WO4)2上转换荧光粉,用XRD, SEM和荧光光谱(PL)等方法对不同干燥方式所得样品的晶体结构、微观形貌、晶粒尺寸及上转换发光性能进行了分析。结果表明,合成样品均为四方白钨矿结构的NaY(WO4)2,空间群为I41/a,掺入Dy3+和Eu3+未改变基质晶格;常规干燥、喷雾干燥、冷冻干燥及真空干燥后荧光粉的尺寸分别为817.91, 486.04, 388.74和349.82 nm,真空干燥的样品分散性最好。在793 nm近红外光激发下,冷冻干燥样品的上转换发光性能最佳,与干燥过程中粉体团聚程度减弱及表面层缺陷减少有关。576 nm处的黄光发射峰来自Dy3+的4F9/2→6H13/2跃迁,595 nm处的橙光、616和655 nm处的红光发射峰分别归属于Eu3+的5D0→7F1, 5D0→7F2和5D0→7F3跃迁。荧光粉的CIE色坐标均位于红光区,表现出良好的红光发射特性,在发光二极管和彩色显示等光电领域具有潜在应用价值。     

掺杂Eu~(3+)或Tb~(3+)的(Gd,Lu)_2O_3粉体的发光性能

采用高温固相法在空气中合成了(Od,Lu)2O3,(Gd,Lu)2O3:Eu3+和(Gd,Lu)2O3:Tb3+系粉体.研究了二元系中Lu2O3的摩尔分数对抑制Gd2O3高温相变、粉体的发光性质和光谱性质的影响.结果表明:在(Gd,Lu)2O3系粉体中,当Lu2O3的摩尔分数(下同)大于40%时,能在煅烧温度不低于1 700℃情况下,抑制Gd2O3的相变得到利于制备透明陶瓷的立方相结构.而且随着Lu3+离子的浓度增加,先后观察到红移和蓝移现象;在(Gd,Lu)203:Eu3+系粉体中,粉体的发光强度随着Lu3+掺杂量增加而减小,Eu3+的最佳掺杂量为7%;在(Gd,Lu)2O3:Tb3+系粉体中,Tb3+离子的最佳掺量为1%.     

微波水热法合成Eu~(3+)掺杂的SrMoO_4红色荧光粉

采用微波水热的方法在中性水溶液中合成平均长6μm、中间宽4μm的梭子形SrMoO4基体材料,并研究反应物浓度和Eu3+的掺杂量(摩尔分数3.75%～30%)及EG/H2O体积比等条件对合成的SrMoO4粉体形貌的影响。结果表明:随着Eu3+浓度的增加,形貌向片状结构转变。另外,在掺杂7.5%Eu3+时,采用加入乙二醇(EG)的方法,抑制了片状结构的生成。随着EG比例的增加,颗粒分布趋向均匀,粒径逐渐变小。当EG与H2O体积比为4∶1时,得到了分布均匀、长约0.8μm的梭子状SrMoO4∶Eu3+粉体。荧光光谱分析结果表明,梭子状SrMoO4∶Eu3+(7.5%)粉体能够被近紫外(395 nm)或者蓝光(463 nm)有效地激发,从而发射波长为614 nm的红光。     

Ba3Tb(BO3)3:Eu3+的制备与发光性质

采用高温固相法合成了Ba3Tb(BO3)3:Eu3+红色荧光粉,并研究了Ba3Tb(BO3)3:Eu3+的发光特性。Ba3Tb(BO3)3:Eu3+的激发光谱包含250nm～330nm和350nm～400nm的2个宽带,最大峰值位于383nm,可以被紫外-近紫外发光二极管(light-emitting diodes,LED)有效激发。Ba3Tb(BO3)3:Eu3+的发射谱显示出4组发射峰,其主发射峰位于620nm,对应Eu3+的5D0→7F2跃迁;Eu3+掺杂摩尔分数为2%时,Ba3Tb(BO3)3:Eu3+发光亮度最高。经分析发现Ba3Tb(BO3)3:Eu3+存在Tb3+→Eu3+的能量传递。